Перспективные методы производства стали
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
¶е вопрос о создании специальных источников для их электропитания.
Конечными целями использования внешних воздействий в металлургических технологиях являются получение высокого качества изделий из металлов и сплавов, а также энерго- и ресурсосбережение.
В связи с этим целесообразно рассмотреть несколько примеров применения ЭТУ в литейных и металлургических технологиях. В частности, в Физико-технологическом институте металлов и сплавов (ФТИМС) НАН Украины разработан новый класс не имеющих аналогов за рубежом электромагнитных устройств, получивших название магнитодинамические насосы и установки. Их особенностью является то, что в одном агрегате конструктивно и функционально совмещены индукционная канальная печь и электромагнитный насос. Для этого наряду с каналом и индукторами предусмотрен дополнительный электромагнит, создающий на одном из участков канала внешнее магнитное поле. В результате индукторы индуцируют ток в жидком металле, находящемся в канале, а электромагнит - магнитное поле, направленное по нормали к току. При взаимодействии тока и поля по закону Ленца в жидком металле возникает электромагнитная сила, вызывающая его движение. При этом можно в широких пределах управлять температурой жидкого металла изменением режимов индукционного нагрева путем регулирования напряжения на обмотках индукторов. Кроме того, изменением напряжения на обмотках электромагнита, обеспечивается управление интенсивностью и направлением движения расплава в каналах и тигле установки. Это позволяет бесконтактно осуществлять электромагнитное перемешивание жидкого металла и его разливку.
На таком принципе созданы и эксплуатируются в промышленности магнитодинамические миксеры-дозаторы для сплавов черных и цветных металлов. Такие миксеры-дозаторы, в частности, для чугуна и стали, используют для получения, выдержки и разливки железоуглеродистых сплавов на формовочных линиях, карусельных автоматах, комплексах получения мелющих тел и других литейных машинах.
Перспективной областью применения магнитодинамических миксеров-дозаторов является непрерывная разливка стали. Во-первых, такие агрегаты функционально подходят для применения в составе литейно-прокатных модулей при валковой разливке стали, так как могут обеспечить ее требуемый химический состав и температуру как в процессе выдержки, так и разливки по заданному режиму.
Во-вторых, они могут быть использованы в качестве промежуточных ковшей принципиально нового магнитодинамического типа при непрерывной разливке стали, особенно для получения тонких широких слябовых заготовок. В данном случае устраняются недостатки, присущие традиционно применяемым промежуточным ковшам: сложность организации стабильного истечения струи из него в кристаллизатор МНЛЗ вследствие низкой надежности стопорных и шиберных затворов; необходимость дополнительного применения специальных систем перемешивания расплава (продувка инертными газами, установка электромагнитных перемешивателей и др.); трудность эффективного подогрева стали с целью компенсации теплопотерь при внепечной обработке и транспортировке металла к МНЛЗ, достигающих 50-100С, а также соблюдения оптимальных температурных условий разливки и обеспечения возможности выпуска стали из плавильной печи с более низкой температурой для уменьшения продолжительности плавки, снижения расхода огнеупоров, угара легирующих элементов и энергопотребления; высокие скорости потоков стали в кристаллизаторе, что ухудшает качество непрерывнолитых заготовок и обусловливает необходимость применения специальных сложных и дорогостоящих устройств для торможения таких потоков.
В настоящее время применяют различные способы нагрева стали в промежуточном ковше, в основном с помощью плазмы или электрической дуги, а также химическим способом при вводе алюминия. Недостатком плазменного и дугового способов является повышение угара элементов, так как нагрев металла осуществляется с поверхности. Поэтому, даже учитывая сравнительно небольшую глубину ванны расплава в промежуточном ковше (порядка 0,7-0,8 м), необходимо осуществлять интенсивное перемешивание всего объема стали для усреднения температуры.
Известен опыт применения индукционного промежуточного ковша в Японии на заводе фирмы Kawasaki Steel, который позволил резко сократить брак непрерывнолитых заготовок по причине нестабильности температуры разливки, создать необходимые тепловые и гидродинамические условия для внепечной обработки расплава в ковше. Однако, к сожалению, указанная разработка не нашла широкого промышленного применения, что объясняется в первую очередь несовершенством систем управления расходом стали, основанных на использовании механических устройств - стопоров и шиберов.
Поэтому предлагается применить в технологиях непрерывной разливки стали вместо традиционного промежуточного ковша - магнитодинамический промежуточный ковш, созданный на базе апробированного промышленности, в том числе в условиях НКМЗ, магнитодинамического миксера-дозатора стали. Анализ особенностей непрерывной разливки стали, предусматривающей использование магнитодинамического промежуточного ковша по сравнению с традиционным показывает, что он имеет следующие преимущества: исключена необходимость применения стопоров и шиберных затворов, что упрощает процесс разливки стали и устраняет потребность в применении инертных газов для защиты рабочей зоны затворов; бесстопорная разл